0 引言
在当今油气勘探领域中，海相碳酸盐岩油气储集层无论是在储量还是产量上都有着极为重要的地位[1⇓⇓-4]。四川盆地二叠系长兴组生物礁滩由于其沉积范围广，厚度大，期次多，一直是海相碳酸盐岩油气勘探的热点之一[5⇓-7]。历经多年研究和实践，前人围绕开江—梁平海槽台缘带已取得了丰硕成果，并先后发现了渡口河、罗家寨、普光和铁山等多个大中型气藏[8⇓-10]，累计探明储量超4 000×108 m3[11]。对于长兴组台内地区的研究始于20世纪80年代，强子同等人首次在北碚老龙洞地区发现台内生物礁[12]。之后，随着川东地区板东、双龙、卧龙河、张家场等台内礁型气藏相继被揭示，川中地区MX1、WJ1等井陆续进入工业投产，长兴组台内礁滩储集层由此成为重要的勘探对象[13-14]。近年来，针对台内礁滩气藏仍沿用“避洼寻高”的勘探思路，以开江—梁平海槽南侧的台内地区为例，前人以区域构造分析为基础，预测了台内洼陷的展布特征[15]，探讨了其对台内古地貌形态[16]、储集层[17]、油气成藏的控制作用[18]。与狭长而稳定的台缘带相比，台内地区虽面积广阔，但礁滩体平面分布规模不稳定，垂向叠置规律复杂，储集层纵横向非均质性强，导致台内气藏分布预测面临诸多困难[19-20]。目前，涉及川中地区长兴组台内生屑滩时空展布特征的研究相对较少，而这正是决定区域内储集层分布及控制天然气成藏的主要因素。因此，本文综合岩心、测井、地震和区域背景资料，在三级层序界面识别的基础上，搭建等时井震层序对比格架，明确层序格架约束下台内滩的典型沉积构型，分析台内滩纵横向发育分布规律，建立滩体沉积演化模式，以期提高川中地区长兴组天然气勘探效率，推进区域勘探开发进程，并为今后四川盆地台内地区天然气勘探提供借鉴。
1 区域地质背景
研究区位于四川盆地中部，构造上位于川中古隆中斜平缓带，地理位置上位于南充市南部，大足县、安岳县北部，东达重庆市合川区，西抵乐至县（见图1 ）。研究区被三维地震资料全面覆盖，面积约6 500 km2，区内钻井丰富，资料齐全的探井多达140余口，为详细的地震-地质综合解释奠定了坚实基础。
四川盆地古生代至早三叠世以海相碳酸盐岩沉积为主，中晚三叠世之后，印支运动导致盆地区域抬升，碎屑岩地层开始广泛沉积[17,21⇓ -23]。中泥盆世—早三叠世期间，上扬子地块西缘发生拉张破裂运动，罗志立将其命名为“峨眉地裂运动”[24]。晚二叠世，“峨眉地裂运动”达到高潮，地幔柱快速隆升，在其轴部崛起的古陆向东北陡降和倾斜，对邻近的地壳产生冲击，与此同时，南秦岭有限洋盆向陆缘扩张及中上扬子大陆存在的北西—南东向的基底断裂，导致上扬子地块北缘整体为拉张应力背景[25⇓⇓⇓-29]。在拉张应力作用下，四川盆地晚二叠世呈现出“三隆三坳”的地貌分异格局，“三坳”自北东向南西依次指的是鄂西—城口海槽、开江—梁平海槽和蓬溪—武胜台洼，刘树根和王一刚等人通过对早古生代和晚古生代几个大型沉降单元的系统研究，将之表述为克拉通内凹陷，由此提出了“拉张槽”的概念[25]。蓬溪—武胜台洼形成于长兴组沉积中晚期，消亡于飞仙关组沉积早期，其延伸方向与北侧开江—梁平海槽大体一致，呈北西—南东向展布，台洼两侧分别为遂宁—合川台内礁滩带和梓潼—广安台内礁滩带（见图1 ）。川中地区正是位于遂宁—合川台内礁滩带的主体地区，区内长兴组厚度为55~140 m，从下往上依次划分为长一段和长二段，岩性主要为亮晶生屑灰岩、泥晶生屑灰岩、泥晶灰岩和泥灰岩，局部层段含灰质云岩（见图1 ）。
2 层序地层划分与对比
2.1 层序界面特征
SB1界面为上二叠统龙潭组黑灰色泥页岩与长兴组泥晶灰岩的分界面，为岩性岩相转换面。随着三级旋回的快速海侵，龙潭组陆相沉积范围向康滇古陆海岸线收缩，川中地区开始沉积海相碳酸盐岩。在常规测井曲线上，自然伽马（GR）曲线由齿状高值向箱状低值特征转换（见图2 ），反映沉积水体突然加深，陆源输入减少，碳酸盐岩沉积速率加快;地震上表现为由高波阻抗到低波阻抗的强波谷反射（见图3 ）。
图2 川中地区长兴组层序界面岩性、电性和频谱趋势属性特征（a）亮晶生屑灰岩，溶孔发育，长兴组，MX202井，3 967 m;（b）泥晶灰岩，长兴组，MX202井，3 998 m;（c）灰质云岩，长兴组，MX202井，4 006 m;（d）灰质云岩，发育晶间孔，长兴组，MX202井，4 012 m;（e）亮晶生屑灰岩，见有孔虫生物化石，长兴组，MX1井，3 900 m;（f）泥晶生屑灰岩，见少量生物碎屑，长兴组，MX1井，3 917 m;（g）泥晶生屑灰岩，长兴组，MX1井，3 953 m;（h）灰质云岩，晶间溶孔发育，长兴组，MX1井，3 962 m |
SB2界面为长兴组长一段生屑灰岩与长二段泥晶灰岩的分界面，是长兴组内幕三级旋回的层序界面，为局部暴露不整合界面。在常规测井曲线上，GR曲线由箱状低值向齿状中高值转换;频谱趋势线表现为由负趋势到正趋势的正向拐点（见图2 ），拐点上下岩性岩相、储集层特征存在明显突变;地震上为波谷反射，由于上下地层波阻抗差异较小，界面整体表现为弱振幅（见图3 ）。
SB3界面为长兴组生屑灰岩与飞仙关组泥岩的分界面，为局部暴露不整合界面。SB3在GR测井曲线上表现为由箱状低值向齿状高值转换;频谱趋势线表现为由负趋势到正趋势的正向拐点（见图1 ）;地震上表现为由低波阻抗到高波阻抗的强波峰反射（见图3 ）。
2.2 层序地层对比
本文在上述关键层序界面识别的基础上，以三级层序为单元，建立具有代表性的等时井-震地层对比格架，对川中地区长兴组层序开展对比分析（见图4 ）。
川中地区长兴组层序发育特征具有明显的分区带性，不同区带在层序厚度、岩性、电性和储集层特征上差异显著。首先，研究区长兴组总体呈现“厚薄相间”的趋势，最厚可达140 m，最薄仅约55 m。研究区北侧SQ1层序沉积较厚，为65~80 m，为地层增厚带;南侧SQ1层序厚度普遍较薄，仅40 m左右;SQ2层序沉积时期，北侧地层增厚带继承性发育，南侧地层加速沉积，最终形成“两厚三薄”的厚度分异趋势。岩性和电性上，研究区南侧地层增厚带SQ1层序以泥晶灰岩和泥灰岩沉积为主，GR曲线表现为齿状中—高值;而北侧地层增厚带SQ1层序整体以生屑灰岩沉积为主，局部地区高位域的顶部发育灰质云岩，GR曲线趋势平稳，整体小于20 API;研究区南北两侧地层增厚带在SQ2层序沉积时期均以生屑灰岩发育为主，GR表现为向上逐渐降低的平稳低值。储集层方面，北侧地层增厚带在三级层序高位域的中上部发育稳定的厚储集层，厚度可达40 m，而南侧地层增厚带主要在SQ2层序的高位域发育薄互储集层，纵向上非均质性较强。
在地震响应特征上，地层增厚带之上SB3表现为弱振幅波峰反射，且南北两侧地层增厚带存在显著波形差异。北侧地层增厚带长兴组内部表现为“一峰一谷”，为准连续亚平行反射结构;南侧地层增厚带长兴组内部为“双峰双谷”或复波反射特征，整体为准连续平行反射结构。除了地层增厚带之外的其他区域SB3为中—强振幅波峰反射，内部为强振幅连续平行反射结构。地貌上，SQ1层序沉积末期，北侧高带具有明显的隆起特征，为研究区地貌高地;SQ2层序沉积末期，随南侧地层的快速隆升，最终形成了“两隆三坳”的地貌分异格局，隆起带边缘可见上超反射（见图5 ）。
2.3 层序平面展布特征
在层序界面识别的基础上，井震结合，开展全区三维地震资料层序界面的追踪解释，并利用测井资料进行时深转换，得到三级层序的地层厚度平面分布图（见图6 ）。川中地区长兴组两个三级层序地层厚度在平面上整体呈现出北东—南西向分带、北西—南东向分异的特点。
SQ1层序厚度分布如图6 a所示，除了北东侧蓬溪—武胜台洼内地层厚度小于35 m，研究区整体表现出“北厚南薄”的变化趋势，靠近台洼边缘的MX113—MX52井一带，存在明显的呈北西—南东向条带状的地层增厚区，层序厚度一般大于60 m;研究区南侧层序沉积厚度相对较薄，通常为35~45 m，不存在明显的地层增厚区，仅MX1井、MX118井、MX110井等部分区域有较小幅度地层增厚，为南侧高带发育的雏形。
SQ2层序厚度分布如图6 b所示，川中地区长兴组厚度的分异趋势进一步加剧，层序厚度总体上呈现出“两厚三薄”、北西—南东向延伸的带状分布特征。北侧地层增厚带（MX113井—MX52井一带）继承性持续发育，厚度一般为55 m左右。南侧的GS21井—PT1井一带，SQ2层序明显增厚，厚度基本大于50 m，并与台洼边缘的地层增厚带近于平行。蓬溪—武胜台洼内SQ2层序厚度依然最薄，小于30 m。两地层增厚带之间和研究区南西侧部分区域层序厚度相对较薄，小于45 m。
3 沉积相及沉积构型
3.1 沉积相类型与特征
台内滩发育于开阔台地内古地貌相对较高的区域，沉积水体较浅，能量较强。川中地区长兴组主要为生屑滩沉积，是由生物颗粒在波浪和潮汐搬运的过程中，发生机械破碎，快速堆积于古地貌高地之上而形成的，岩石类型主要为生物碎屑灰岩，其中又包括亮晶生屑灰岩和泥晶生屑灰岩（见图7 ）。
图7 川中地区长兴组台内滩宏微观沉积特征照片（a）亮晶生屑灰岩，见腕足生物化石，长兴组，GS001-X21井，3 713.47 m，岩心;（b）亮晶生屑灰岩，针状溶孔发育，长兴组，GS001-X21井，3 728.22 m，岩心;（c）泥晶生屑灰岩，见腹足生物化石，长兴组，MX7井，3 652.48~3 652.65 m，岩心;（d）亮晶生屑灰岩，长兴组，GS001-X21井，3 765.60 m，单偏光;（e）亮晶生屑灰岩，铸模孔、粒内溶孔发育，长兴组，GS001-X21井，3 729.71 m，蓝色铸体薄片，单偏光;（f）灰质云岩，晶间溶孔发育，长兴组，MX1井，3 962.00 m，单偏光;（g）灰质云岩，半自形粉晶结构，长兴组，MX3井，3 787.26 m，单偏光;（h）泥晶生屑灰岩，长兴组，GS001-X21井，3 741.69 m，单偏光;（i）泥晶生屑灰岩，长兴组，MX3井，3 784.45 m，单偏光 |
滩间海是发育在开阔台地内台内滩之间水体相对较深的区域，沉积物主要为颜色偏深的泥晶灰岩，常发育水平层理。在相对海平面变化的过程中，部分区域沉积界面在浪基面附近频繁波动，因此滩间海与台内滩在垂向上常以交替互层的形式叠置出现。
台内洼地主要发育深色泥灰岩和泥晶灰岩，蓬溪—武胜台洼位于研究区北东部，是晚二叠世克拉通内裂陷作用向台内延伸的产物。与开江—梁平海槽类似，蓬溪—武胜台洼为饥饿沉积环境，长兴组厚度仅55 m，而两侧台内礁滩带地层平均厚度约110 m，显著的厚度差异是台洼识别的重要依据。
3.2 台内滩沉积构型
在上述沉积相识别的基础上，以单井沉积相分析为基础，结合多种资料，从单个生屑滩体特征和多滩体垂向叠加样式的角度探讨台内滩的沉积构型。
3.2.1 单滩体沉积构型
发育完整的单个台内生屑滩体，通常呈平缓丘状形态，从内向外一般可识别出滩核、滩缘和滩间海（或台洼）3个单元（见图8 ）。滩核位于滩体的中部，是滩体的主要组成单元，为造滩生物发育繁盛阶段的沉积产物，多为颗粒支撑结构的亮晶生屑灰岩，颜色呈灰色到灰白色，颗粒含量高（大于60%），常以个体较大的有孔虫、腕足为主（见图7 a、图7 d、图7 e）。滩缘位于滩体与外侧滩间海或台洼之间的过渡地带，以发育滩相颗粒岩与滩间海相泥晶灰岩呈指状穿插或交互为特征，颗粒岩主要为深灰色泥晶生屑灰岩，生屑颗粒含量相对较低，类型主要为腹足、藻屑和介壳等（见图7 c、图7 h、图7 i）。滩体顶部受高频海平面升降和局部环境变化的影响，常发生白云石化作用，形成灰质云岩，白云石晶粒在镜下呈半自形粉晶结构（见图7 f、图7 g），有时可以叠加准同生期岩溶作用，形成溶蚀孔洞，如铸模孔、粒内溶孔或晶间溶孔（见图7 b、图7 e、图7 f）等，对于油气储集空间的形成和改造具有建设性作用。本文在对单滩体组成单元及特征描述的基础上，选择一个单滩体沉积旋回开展研究，通过测井资料的解释，结合地震资料分析，识别出川中地区长兴组台内生屑滩单滩体沉积厚度约10 m，平行于相带展布方向的延伸长度约8 km，垂直于相带展布方向的宽度约2 km。
3.2.2 多滩体叠加样式
在相同海平面升降旋回背景下，沉积期古地貌决定区域水动力强度及在海平面升降过程中水体能量的变化趋势，是控制台内滩体垂向叠加样式的主要因素。在层序地层格架约束下，笔者通过对多地多口单井沉积相的系统分析，在川中地区长兴组识别出两种不同的台内滩垂向叠加样式（见图9 ）。
①稳定叠加型：在稳定叠加型沉积序列中，台内滩主要发育在两个三级层序的高位域。SQ1层序海侵域为碳酸盐岩缓坡沉积，高位域以台内滩沉积为主，发育大套生屑灰岩，厚度为50~60 m。此时高频次级旋回控制多个单滩体垂向叠加，多期向上变粗的韵律特征清晰，且滩体堆积过程中无低能沉积物间隔。SQ2层序海侵域，水体加深，能量减弱，发育滩间海亚相，厚度约10 m。SQ2层序高位域，随着水体能量增强，又开始演变为台内滩沉积，并复制SQ1层序高位域滩体的叠加方式，累计厚度约40 m。该沉积序列发育在沉积期地貌高地，沉积界面长期位于浪基面之上，总体上反映了一个稳定浅水高能环境下的持续造滩过程。由于海平面长期处于较低水平，发育在三级旋回高位域的滩体易于遭受暴露，在强烈的成岩作用改造下形成稳定的厚储集层。
②高频互层型。在高频互层型沉积序列中，台内滩主要发育在SQ2层序高位域。SQ1层序沉积期，水体相对较深，发育缓坡和滩间海亚相，仅在高位域末期发育台内滩。到SQ2层序的高位域，相对海平面整体下降，水体能量逐渐增强，在高频次级旋回作用下，形成台内滩-滩间海间互叠加的高频互层型沉积序列，台内滩发育在旋回中上部，旋回下部为低能滩间海亚相。该沉积序列发育在沉积期地貌次高地，沉积界面位于浪基面附近，总体上反映了一个早期低能、晚期高能背景下，震荡性水体环境的幕式造滩过程。由于海平面呈现多级次的周期性变化，高频震荡性水体导致沉积界面间歇性暴露于海平面之上，受大气淡水淋滤作用，在暴露面之下形成薄储集层。
在稳定叠加型沉积序列中，台内滩在垂向上连续沉积，地层波阻抗差异较小，因此长兴组内部表现为“一峰一谷”，且呈现出弱振幅准连续亚平行的反射结构。而在高频互层型沉积序列中，台内滩和滩间海亚相间互叠置，地层波阻抗差异较大，因此长兴组内部表现为“双峰双谷”，整体为中—弱振幅准连续平行反射结构（见图5 ）。
4 层序地层格架内台内滩发育分布规律
在上述层序地层对比和相序识别的基础上，通过井-震剖面对比和地震层序界面的精细解释，结合单井资料分析、岩心观察和地震属性分析，研究川中地区长兴组层序地层格架内台内滩的纵横向发育分布规律，建立台内滩的沉积演化模式。
4.1 层序地层格架内台内滩垂向分布特征
通过对典型井-震剖面（见图10 、图11 ）对比分析发现，川中地区长兴组自下往上依次发育缓坡相和开阔台地相。按滩带发育的相对位置可大致分为台洼边缘滩带和台洼南侧滩带。
台洼边缘滩带由于原始沉积地貌较高，主要发育稳定叠加型沉积序列，垂向上整体由两个成滩期构成，岩性以亮晶生屑灰岩和灰质云岩为主，单期滩体规模稳定，纵向叠加厚度大，横向连续性好，往两侧逐渐尖灭并过渡到滩间海（台洼）亚相。
台洼南侧滩带由于原始沉积地貌偏低，主要发育高频互层型沉积序列，垂向上由4个成滩期构成，岩性主要为泥晶生屑灰岩，旋回顶部发育亮晶生屑灰岩。单期滩体沉积厚度较薄，纵向相变较快;滩体沉积初期平面延续性较差，到SQ2层序高位域沉积晚期，随着相对海平面持续下降，滩带逐渐向南侧延伸，并趋于连片。
4.2 层序地层格架内台内滩平面分布特征
生物礁滩是快速堆积于微古地貌高地之上、具有丘状隆起外形的厚层块状地质体，内部通常不显沉积层理;礁滩体多由颗粒灰岩和生物格架灰岩组成，易受建设性成岩作用改造形成优质储渗体。因此，该地质体一般具有异于周围地层的地球物理响应特征。本文针对上述特征，分别提取长兴组顶界面相干属性和均方根振幅属性（见图12 ）。
川中地区长兴组顶界面相干属性和均方根振幅属性平面变化趋势基本一致，强相干区和弱振幅区呈带状分布，与地层厚度分布趋势高度吻合。台洼边缘滩带相干属性强、振幅弱，滩带边界特征清晰，属性突变明显，揭示了该滩带以稳定叠加型沉积序列发育为主，长兴组整体物性较好，内部反射界面不稳定，地层成层性较差;台洼南侧滩带与台洼边缘滩带属性特征相似，也表现为“内部弱振幅，边界强相干”的特征，但往台洼南侧滩带核部，强相干属性特征减弱，揭示了该滩带以高频互层型沉积序列发育为主，长兴组内部反射界面稳定，地层具有较好的沉积层理。
根据前人研究成果，结合最新三维地震资料，川中地区长兴组台内滩主要发育在开阔台地与台内洼地的过渡带或台内坡折带（见图1 ），滩体在平面上既可形成连片分布的台内滩带，也可呈现零散分布的点滩。根据研究区长兴组层序平面展布特征和沉积相分析结果，综合地震属性分析，进一步研究各层序沉积微相的平面分布规律（见图1 3）。
SQ1层序沉积期，台内滩主要发育在MX113井—MX52井一带，滩带从合川以北向遂宁地区延伸，延伸方向为北西—南东向，基本与盆地整体构造格局控制下的相带延伸方向一致。而此时研究区南侧的潼南、安岳地区受水动力条件的限制，基本为低能的滩间海亚相;北侧的武胜—蓬溪一带和遂宁以南的部分区域受晚二叠世裂陷作用影响，发育台内洼地亚相（见图13 a）。
SQ2层序沉积期，在海平面变化和古地貌共同作用下，台内滩在继承性叠加的同时向台洼南侧迁移，导致川中地区沉积分异更为显著。研究区北侧MX113井—MX52井一带继承SQ1层序沉积末期地貌，水体能量较强，滩体持续堆积，并以滩核沉积微相为主。而随着相对海平面的整体下降，台内滩在GS21井—PT1井一线广泛沉积，但研究区南侧与台洼边缘相比，沉积期地貌偏低，因此滩核微相发育规模较小，主要以滩缘沉积微相为主（见图13 b）。
4.3 台内滩沉积演化过程
川中地区长兴组台内滩沉积演化主要分为两个阶段，依次为：台洼边缘早期建滩阶段和晚期台地浅滩化阶段（见图14 ）。SQ1层序的海侵域，研究区广泛沉积泥晶灰岩和泥灰岩，为碳酸盐缓坡台地沉积。SQ1层序沉积中晚期，克拉通内裂陷作用逐渐向台内延伸，蓬溪—武胜台洼初步形成，随着海平面的持续下降，研究区内位于台洼边缘的北侧高带由于原始地貌较高，率先处于浪基面附近而接受台内滩沉积，形成台洼边缘早期滩带。研究区南侧地貌偏低，水动力条件不足以满足生屑颗粒广泛沉积，因此主要为滩间海亚相，仅局部微地貌高地在高位域末期发育薄层台内滩。
SQ2层序沉积初期，由于海平面的上升，长二段底部发育滩间海亚相。到SQ2层序高位域，除蓬溪—武胜台洼和局部地貌洼地，大部分区域演变为浅水高能环境，进入台地浅滩化阶段。台洼边缘高带继承SQ1层序沉积期地貌，在早期滩带的基础上，进入第2个成滩期，但受碳酸盐岩可容空间的限制，滩体沉积速率并未提升。而此时研究区南侧的微古地貌高地水动力条件增强，且可容空间充足，为生屑颗粒快速堆积创造了良好条件，在多级海平面升降旋回的控制下，多期滩体垂向叠置，并沿定向的微地貌高地堆积连片，形成台洼南侧滩带。
从储集层形成角度上而言，研究区南侧早期为低能环境，中晚期为高频振荡性水体环境，水体能量变化较快，单期滩体暴露时间较短，成岩作用改造微弱，因此以薄互储集层发育为主（见图14 a）。研究区北侧台洼边缘滩带长期处于稳定浅水环境，两期滩体均经历了较为强烈的成岩作用改造，因此单套储集层发育较厚（见图14 b）。
5 结论
川中地区长兴组发育两个完整三级层序，层序界面具有良好的等时性和可追踪对比性。研究区长兴组层序厚度分异明显，SQ1层序整体为北厚南薄，SQ2层序呈“两厚三薄”的厚度分异趋势。川中地区长兴组主要发育台内滩、滩间海和台内洼地亚相，单个台内滩体从内向外一般可识别出滩核、滩缘和滩间海（台洼）3个单元，滩体在垂向上发育稳定叠加型和高频互层型两种典型沉积序列。台洼边缘滩带发育稳定叠加型沉积序列，整体由两个成滩期构成，分别发育在SQ1和SQ2层序的高位域;台洼南侧滩带发育高频互层型沉积序列，整体由4个成滩期构成，主要发育在SQ2层序的高位域。SQ1层序沉积时期，台内滩主要发育在研究区北侧的台洼边缘，南侧主要为滩间海亚相;SQ2层序沉积时期，相对海平面整体下降，台内滩在区内广泛沉积，形成两个近于平行的台内滩带。
符号注释：
GR——自然伽马，API;Z——波阻抗，g·m/（cm3·s）;ρ——密度，g/cm3;Δt——声波时差，μs/m。